EP0961805B1 - Komponente zur herstellung von polymermischungen auf der basis von stärke und verfahren zur herstellung der komponente - Google Patents
Komponente zur herstellung von polymermischungen auf der basis von stärke und verfahren zur herstellung der komponente Download PDFInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/42—Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences
- C08G77/442—Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences containing vinyl polymer sequences
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
- C08L3/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
Definitions
- the invention relates to a component made of polyvinyl acetate and alkali water glass Production of thermoformable, good water-resistant, biological degradable and light-colored polymer mixtures based on starch, which are used to manufacture Films, semi-finished or finished products, e.g. for packaging, containers, gardening supplies, especially cultivation aids, and can be used otherwise and a method for Manufacturing the component.
- thermoplastic starch alone or as a polymer mixture or polymer melt or Polymer blend (in the following polymer mixture) become known. This work was done with pursued the goal of new or expanded fields of application for renewable raw materials tap.
- the use value of the extrudate and the products made from it is low.
- the material is highly hydrophilic.
- the starch plasticized with water and glycerol is included in the extruder mainly processed polyvinyl acetate to a polymer mixture.
- the extrudate has opposite TPS better water resistance.
- thermoplastic starch and a hydrophobic polymer for example polyvinyl acetate, of higher quality thermoplastically deformable, biodegradable polymer mixtures can be extruded, and a process for producing the component from polyvinyl acetate and alkali water glass specify.
- the component is obtained in that the polyvinyl acetate in The presence of catalytic additives of low molecular weight, organic mono-, di- and Trihydroxyl compounds (e.g. methanol, ethanol, ethylene glycol, glycerol) below continuous addition of basic compounds and the alkali silicate in the Batch process is hydrolyzed and saponified.
- catalytic additives of low molecular weight, organic mono-, di- and Trihydroxyl compounds e.g. methanol, ethanol, ethylene glycol, glycerol
- the component contains organosilicates of great homogeneity and fineness from partially saponified Polyvinyl acetate and alkali silicate solution, further reaction products produced in situ and Remains of the catalyst used in its manufacture.
- the component is solid at room temperature and a structured liquid above 40 ° C. After removal from the mixer, excess water can be removed by centrifugation become. A residual moisture of 25% to 30% usually remains in the product. Is in it the catalyst used is approximately proportional to the amounts used Catalyst / liquid included.
- the various components are manufactured in a batch process Solid-liquid mixer from Gebrüder Lödige Maschinenbau GmbH.
- the mixer is equipped with a centrifugal control that can be regulated via the speed (max. approx. 350 rpm) and a cutter head, operable at constant speed.
- the heating takes place through the Double jacket of the mixer using a pressure-superimposed temperature control system or with direct steam.
- reaction times After reaching the reaction temperature of 120 to 140 ° C, reaction times of 1 to 2 Hours required.
- the degree of swelling (Q in%) and solubility (L in%) were determined on the test specimens, which were stored in water at room temperature for 24 hours.
- the degree of swelling corresponds to the quotient of the mass difference between the undried, swollen test specimen (m Q ) and the same, dried test specimen before swelling (m A ) to the initial mass of the dry test specimen before swelling (m A ):
- Q m Q - m A m A (in %)
- the calcium hydroxide is weighed intimately into the polyvinyl acetate / glycerol mixture homogenized. The mixture is then brought to the reaction temperature and over 1 h leave. The soda water glass is then dosed as in Examples 1 and 2.
- the degree of pre-saponification can be varied.
- the reaction batch is 5% native potato starch, based on the weight of Polyvinyl acetate suspension, added before the hydrolysis and to that in Example 1 described way implemented. There is a certain difference compared to the values from Example 1 Deterioration on (table, example 4).
- the reaction product of polyvinyl acetate, sodium hydroxide and Sodium water glass is 5% potato starch and 0.5% vinyl acetate, based on the weight added to the polyvinyl acetate suspension and a one-hour transesterification at 40 ° C. carried out.
- the product properties improve significantly. (Table, example 5).
- Another way of influencing the property profile of extruded starch / polyvinyl acetate mixtures is through the synthesis of a component consisting of the polyvinyl acetate suspension, in some cases saponified with calcium hydroxide, and sodium disilicate.
- the composition of the reaction mixture is chosen so that it corresponds to the degree of saponification and silicate content of the component according to Example 1.
- the polyvinyl acetate suspension, calcium hydroxide and sodium disilicate are weighed out, brought to the reaction temperature and kept at this temperature for a time (2 h) corresponding to the water glass dosage.
Description
Eigenschaftswerte der mit den verschiedenen erfindungsgemäßen Komponenten (Beispiele 1 bis 7) und der Vergleichskomponente (Beispiel 0) extrudierten Polymergemische | ||||||
Bsp. | Komponente | Q (%) | L (%) | σ (MPa) | ε (%) | E-Modul (MPa) |
0 | Rezeptur gemäß DE 195 33 800 | 142 | 20 | 8 | 80 | 76 |
1 | NaOH in Natronwasserglas gelöst | 113 | 16 | 10,9 | 74 | 88 |
2 | Ca(OH)2, ohne Vorverseifung | 95 | 17 | 9,8 | 91 | 126 |
3 | Ca(OH)2, mit Vorverseifung | 90 | 16 | 10,5 | 77 | 155 |
4 | mit Kartoffelstärke | 129 | 21 | 6,7 | 118 | 23 |
5 | mit Kartoffelstärke und Vinylacetat | 105 | 14 | 12,6 | 62 | 293 |
6 | mit Dynasilan GLYMO | 106 | 15 | 13,4 | 75 | 216 |
7 | mit Ca(OH)2 und Natriumdisilikat | 87 | 15 | 15,4 | 56 | 464 |
Claims (17)
- Komponente zur Herstellung von Polymergemischen aus thermoplastifizierter Stärke und einem hydrophoben Polymer, z. B. Polyvinylacetat,
gekennzeichnet dadurch, daß die Komponente Organosilikate mit einer weitgehend homogenen Struktur aus teilverseiftem Polyvinylacetat und Alkalisilikatlösung, weitere in situ hergestellte Reaktionsprodukte und Reste des bei seiner Herstellung verwendeten Katalysators enthält und in basischer, wäßriger Dispersion unter Zusatz eines Katalysators von niedermolekularen organischen Mono-, Di- oder Trihydroxylverbindungen in einer Menge von 0,5 bis 20 % bezogen auf die Masse des Polyvinylaceates in einem Batch-Prozeß synthetisiert wird. - Verfahren zur Herstellung einer Komponente aus Polyvinylacetat und Alkalisilikat, wie insbesondere Alkali-Wasserglas, bei intensiver Durchmischung und Scherung, erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck - für die Herstellung von Polymergemischen aus thermoplastifizierter Stärke und einem hydrophoben Polymer, wie insbesondere Polyvinylacetat, -
gekennzeichnet dadurch, daß das Polyvinylacetat in Gegenwart katalytischer Zusätze in einer Menge von 0,5 bis 20 % bezogen auf die Masse des Polyvinylacetates von niedermolekularen, organischen Mono-, Di- oder Trihydroxylverbindungen unter kontinuierlicher Zugabe von basisch reagierenden Verbindungen und des Alkalisilikats im Batch-Prozeß hydrolisiert und verseift wird. - Verfahren nach Anspruch 2,
gekennzeichnet dadurch, daß das Polyvinylacetat mit basisch reagierenden Verbindungen bis zu einem Hydrolysegrad von 10 % bis 30 % vorverseift und anschließend auf einen Hydrolysegrad zwischen 50 % und 80 % endverseift wird. - Verfahren nach Anspruch 2,
gekennzeichnet dadurch, daß aus dem Polyvinylacetat und dem Wasserglas, beginnend bei einem pH-Wert 9-10, ein leicht alkalisches Organosilikat mit einem pH-Wert von 7 bis 8,5 aufgebaut wird. - Verfahren nach Anspruch 2,
gekennzeichnet dadurch, daß zusammen mit dem alkalischen Wasserglas oder zuvor ein Hydroxid zugesetzt wird. - Verfahren nach Anspruch 2,
gekennzeichnet dadurch, daß dem Polyvinylacetat Calciumhydroxid bis zum Erreichen eines Verseifungsgrades zwischen 10 % und 40 % zugesetzt wird. - Verfahren nach Anspruch 2,
gekennzeichnet dadurch, daß als Katalysator Methanol und/oder Ethanol und/oder Ethylenglykol und/oder Diethylenglykol und/oder Triethylenglykol und/oder Glycerol zugesetzt werden. - Verfahren nach Anspruch 2,
gekennzeichnet dadurch, daß die Gesamtheit der zugesetzten Katalysatorverbindungen eine Menge von 5 % bis 17 % bezogen auf die Masse des Polyvinylacetates, nicht überschreitet. - Verfahren nach Anspruch 8,
gekennzeichnet dadurch, daß im Chargenprozeß Polyvinylacetat in Form einer wäßrigen Suspension vorgelegt, auf die Reaktionstemperatur von 100 °C bis 150 °C aufgeheizt, kontinuierlich die basisch reagierende Verbindung zur Vorverseifung zudosiert und nach Erreichen des gewünschten Verseifungsgrades auf Reaktionstemperatur die alkalische Wasserglaslösung zudosiert wird. - Verfahren nach Anspruch 2,
gekennzeichnet dadurch, daß das Mischungsverhältnis Polyvinylacetat zum Alkalisilikat, ausgedrückt in Massenanteilen des Feststoffes, im Bereich 50 : 50 bis 80 : 20 liegt. - Verfahren nach Anspruch 2,
gekennzeichnet dadurch, daß an Stelle der Alkali-Silikatlösung wenigstens teilweise Natriumdisilikat und ein Hydroxid eingesetzt wird. - Verfahren nach Anspruch 2,
gekennzeichnet dadurch, daß dem Reaktionsansatz oder der Komponente (3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilan zugesetzt wird. - Verfahren nach Anspruch 12,
gekennzeichnet dadurch, daß der Silan-Masseanteil 3 % bis 15 % der mit der Alkalisilikatlösung eingebrachten Silikatmenge beträgt. - Verfahren nach Anspruch 2,
gekennzeichnet dadurch, daß dem Reaktionsansatz oder der Komponente native Stärke zugegeben wird. - Verfahren nach Anspruch 14,
gekennzeichnet dadurch, daß 5 bis 15% native Stärke, bezogen auf die Masse des Polyvinylacetates zugegeben wird. - Verfahren nach Anspruch 14,
gekennzeichnet dadurch, daß zusammen mit der Stärke Vinylacetat zugegeben wird. - Verfahren nach Anspruch 16,
gekennzeichnet dadurch, daß 0,5 bis 1,5 % Vinylacetat, bezogen auf die Masse des Polyvinylacetates zugegeben wird.
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